JP2004050926A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】窓ガラスが曇りやすいときに自動的にフットデフロスタモードに切り替えるようにした車両用空調装置において、窓曇りが発生しやすい環境下でないときにフットデフロスタモードに切り替えられる頻度を少なくする。
【解決手段】車室内の湿度を検出する湿度センサ７７を備える空調装置において、湿度センサ７７で検出した車室内の湿度の情報を利用して窓ガラス付近の湿度を推定し、窓ガラス付近の推定湿度が所定湿度以上の時にフットデフロスタモードに自動的に切り替える。これによると、従来のように外気温やエンジン冷却水温等から窓曇りを推定するものよりも、窓曇りをより正確に推定することができる。従って、窓曇りが発生しやすい環境下でないときにフットデフロスタモードに切り替えられる頻度を少なくすることができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前面窓ガラスが曇りやすい条件のときに自動的にフットデフロスタモードに切り替えるようにした車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の車両用空調装置においては、窓曇りが発生しやすい条件の時、具体的には、低外気温で且つエンジン冷却水温が低い時や、低外気温で且つ高速走行時に、自動的にフットデフロスタモードに切り替えて前面窓ガラスの防曇を行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置は、外気温、エンジン冷却水温、車速等から窓曇りを推定しているため、窓曇りを正確に推定しているとは言い難い。従って、実際には窓曇りが発生しやすい環境下でなくてもフットデフロスタモードに切り替えられることがあり、この場合、必要がないのに前面窓ガラスに向けて温風が吹き出されてその温風が乗員の頭部側に流れ、乗員が不快感を覚えるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、窓曇りが発生しやすい環境下でないときにフットデフロスタモードに切り替えられる頻度を少なくすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ところで、車室内の湿度を検出する湿度センサを用いて、必要最小限の圧縮機稼動で快適性を確保するようにした車両用空調装置が知られており、本発明は、その湿度センサで検出した車室内湿度の情報を利用して前面窓ガラス付近の湿度を推定することにより、上記目的を達成するようにしたものである。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、車室内へ向かって空気を送風する送風機（７）と、送風機（７）による送風空気を前面窓ガラスへ向けて吹き出すデフロスタ開口部（１５）と、送風空気を乗員の足元へ吹き出すフット開口部（１７）とを備え、デフロスタ開口部（１５）およびフット開口部（１７）の両方から送風空気を吹き出すフットデフロスタモードを設定可能で、さらに、フットデフロスタモードを含む複数の吹出モードを自動的に切り替え可能な車両用空調装置において、車室内の湿度を検出する湿度センサ（７７）を備え、湿度センサ（７７）の検出信号に基づいて算出された前面窓ガラスの部位の湿度が所定湿度以上の時に、フットデフロスタモードに自動的に切り替えられることを特徴とする。
【０００７】
これによると、車室内の湿度の情報を利用して前面窓ガラス付近の湿度を推定するため、従来のように外気温やエンジン冷却水温等から窓曇りを推定するものよりも、窓曇りをより正確に推定することができる。従って、窓曇りが発生しやすい環境下でないときにフットデフロスタモードに切り替えられる頻度を少なくすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、内気温を検出する内気センサ（７１）を備え、内気温が所定温度以下の時にフットデフロスタモードへの自動切り替えを禁止することを特徴とする。
【０００９】
ところで、車両用空調装置に用いられる一般的な湿度センサは、低温域で検出精度が著しく低下する傾向があり、そのため、低温域では窓曇りが発生しやすい環境下でないときでもフットデフロスタモードに切り替えられる恐れがある。これに対し、請求項２の発明では、内気温が所定温度以下の時、換言すると湿度センサの検出精度が著しく低下する温度域では、フットデフロスタモードへの自動切り替えを禁止するため、窓曇りが発生しやすい環境下でないときに不必要にフットデフロスタモードに切り替えられることを防止できる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態の全体構成図であり、空調装置１の空調ケース２は車室内前部の計器盤内側に配置され、車室内へ向かって流れる空気の通路を形成する。空調ケース２の空気流れ上流端には内外気切替箱３が設けられ、この内外気切替箱３内の内外気切替ドア４により内気吸入口５と外気吸入口６とを開閉することにより、車室内の空気（内気）または車室外の空気（外気）を切替導入する。なお、内外気切替ドア４は、サーボモータからなる電気駆動装置２０により駆動される。
【００１２】
内外気切替箱３の空気流れ下流側には送風機７が配置され、送風機７のケース８に遠心式のファン９が収納され、電動モータ１０にてファン９が回転駆動される。電動モータ１０に印加される電圧（以下、ブロワ電圧という）は駆動回路４０により制御され、このブロワ電圧の制御により送風機７の回転速度、ひいては送風機７の送風量が調整される。
【００１３】
送風機７の空気流れ下流側には、冷房用熱交換器としての蒸発器１１が配置されている。この蒸発器１１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機３０を含む冷凍サイクルに設けられるものであって、蒸発器１１に流入した低圧冷媒が送風機７の送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。
【００１４】
なお、圧縮機３０は車両エンジン（図示せず）により駆動されるようになっており、圧縮機３０は動力断続用の電磁クラッチ３１が備えられ、電磁クラッチ３１への電力供給は駆動回路４１により断続される。
【００１５】
空調ケース２内で蒸発器１１の空気流れ下流側には、暖房用熱交換器としてのヒータコア１２が配置されており、このヒータコア１２は車両エンジンの温水（冷却水）を熱源として送風空気を加熱する。また、このヒータコア１２の側方には、ヒータコア１２をバイパスして送風空気を流すためのバイパス通路１３が形成されている。
【００１６】
蒸発器１１とヒータコア１２の間に板状ドアからなるエアミックスドア１４が回動可能に配置されている。このエアミックスドア１４は温度調節手段であり、ヒータコア１２を通過する温風とバイパス通路１３を通過する冷風との風量割合を調節することにより車室内へ吹き出す空気の温度を調節する。ヒータコア１２からの温風とバイパス通路１３からの冷風をヒータコア１２下流側で混合させて所望温度の空気を作り出すことができる。なお、エアミックスドア１４は、サーボモータからなる電気駆動装置２１により駆動される。
【００１７】
空調ケース２の空気流れ下流端部には、デフロスタ開口部１５とフェイス開口部１６とフット開口部１７が開口している。デフロスタ開口部１５は図示しないデフロスタダクトを介して車両前面窓ガラス内面に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のデフロスタドア１５ａにより開閉される。
【００１８】
フェイス開口部１６は図示しないフェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフェイスドア１６ａにより開閉される。さらに、フット開口部１７は図示しないフットダクトを介して車室内乗員の足元に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフットドア１７ａにより開閉される。
【００１９】
上記した吹出モード設定用の各ドア１５ａ、１６ａ、１７ａは、共通のリンク機構１８に連結され、このリンク機構１８を介してサーボモータからなる電気駆動装置２２により駆動される。そして、各ドア１５ａ、１６ａ、１７ａの作動により、次に述べる５つの吹出モードを設定可能になっている。
【００２０】
すなわち、フェイスモード時は、フェイス開口部１６を全開し、デフロスタ開口部１５およびフット開口部１７を全閉して、フェイス開口部１６から送風空気を吹き出す。
【００２１】
バイレベルモード時は、フェイス開口部１６とフット開口部１７の両方を開口し、デフロスタ開口部１５を全閉して、フェイス開口部１６とフット開口部１７の両方から送風空気を略同量ずつ吹き出す。
【００２２】
フットモード時は、フット開口部１７を全開すると共にデフロスタ開口部１５を小開度だけ開口し、フェイス開口部１６を全閉して、フット開口部１７から主に送風空気を吹き出し、デフロスタ開口部１５から少量の送風空気を吹き出す。
【００２３】
フットデフロスタモード時は、デフロスタ開口部１５およびフット開口部１７を同程度開口し、フェイス開口部１６を全閉して、フットモード時に比較してフット開口部１７からの吹出風量を減少させ、デフロスタ開口部１５からの吹出風量を増加させる。このフットデフロスタモード時は、デフロスタ開口部１５とフット開口部１７の両方から送風空気を略同量ずつ吹き出す。
【００２４】
デフロスタモード時は、デフロスタ開口部１５を全開し、フェイス開口部１６およびフット開口部１７を全閉して、デフロスタ開口部１５から送風空気を吹き出す。
【００２５】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を説明すると、空調用電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されるもので、空調用電子制御装置５０には、車両エンジンのイグニッションスイッチ６０を介して車載バッテリ６１から電源が供給される。
【００２６】
空調用電子制御装置５０には、空調制御のために、センサ群７０〜７７から検出信号が入力される。これらのセンサとしては、エンジン冷却水温ＴＷを検出する水温センサ７０、内気温ＴＲを検出する内気センサ７１、外気温ＴＡＭを検出する外気センサ７２、日射量ＴＳを検出する日射センサ７３、蒸発器１１を通過した直後の空気温度（以下、蒸発器後温度という）ＴＥを検出する蒸発気温度センサ７４、エアミックスドア１４の実際の開度θを検出するＡ／Ｍ開度センサ７５、車速ＳＰＤを検出する車速センサ７６、計器盤周辺部に設置されて車室内空気の相対湿度ＲＨを検出する湿度センサ７７が設けられている。
【００２７】
さらに、車室内の計器盤周辺に配置される空調操作パネル８０には、乗員により手動操作される下記のスイッチが備えられ、これらのスイッチの操作信号も空調用電子制御装置５０に入力される。
【００２８】
空調操作パネル８０のスイッチとしては、設定温度Ｔｓｅｔの信号を発生する温度設定スイッチ８１、送風機７の風量切替信号を発生する風量スイッチ８２、内外気切替信号を発生する内外気スイッチ８３、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ８４、圧縮機３０の電磁クラッチ３１のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ８５、空調の自動制御モード設定用のオート信号を発生するオートスイッチ８６が設けられている。
【００２９】
さらに、ワイパスイッチ８７の操作信号も空調用電子制御装置５０に入力される。
【００３０】
次に、上記構成になる空調装置１の作動を説明する。まず、空調用電子制御装置５０のマイクロコンピュータにより実行される制御処理のうち、周知の制御処理について説明する。
【００３１】
イグニッションスイッチ６０がオンされて制御装置５０に電源が供給された状態において、空調操作パネル８０のオートスイッチ８６が投入されると、センサ群７０〜７７からの検出信号、およびスイッチ群８１〜８７からの操作信号に基づいて、制御装置５０が以下の制御処理を実行する。
【００３２】
まず、設定温度Ｔｓｅｔ、内気温ＴＲ、外気温ＴＡＭ、日射量ＴＳ等に基づいて、車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは、内気温ＴＲを設定温度Ｔｓｅｔに維持するために必要な吹出空気の温度である。
【００３３】
次に、目標吹出温度ＴＡＯ、蒸発器後温度ＴＥ、およびエンジン冷却水温ＴＷに基づいて、エアミックスドア１４の目標開度ＳＷを算出し決定する。この目標開度ＳＷは、車室内へ吹き出される送風空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯに維持するために必要な開度である。
【００３４】
次に、送風機７により送風される空気の目標風量を目標吹出温度ＴＡＯに基づいて算出し、目標風量を実現するためのブロワ電圧を決定する。次に、目標吹出温度ＴＡＯに応じて内外気モードを決定し、目標吹出温度ＴＡＯや前面窓ガラス付近の湿度に基づいて吹出モードを決定し、蒸発器後温度ＴＥに応じて圧縮機３０の運転・停止を決定する。
【００３５】
そして、上記で決定された各種制御値を各電気駆動装置２０、２１、２２および駆動回路４０、４１に出力して空調制御を行う。
【００３６】
次に、上記の制御処理のうち、前面窓ガラス付近の湿度に基づいて吹出モードを決定する部分の制御処理について、図２の流れ図により説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１０にて、センサ群７０〜７７からの検出信号、スイッチ群８１〜８７からの操作信号、目標吹出温度ＴＡＯ、さらには、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて決定された吹出モードを入力する。
【００３８】
次のステップＳ１１では、内気温ＴＲ、車室内空気の相対湿度ＲＨ、および前面窓ガラスの内面温度（以下、ガラス温度という）に基づいて、前面窓ガラス付近の相対湿度（以下、ガラス部湿度という）ＲＨＷを演算する。なお、ガラス部温度ＲＨＷは、外気温ＴＡＭ、車速ＳＰＤ、ワイパスイッチ８７等の各信号に基づいて算出する。
【００３９】
次に、ステップＳ１２ではエンジン冷却水温ＴＷが６０℃以下か否かを判定し、エンジン冷却水温ＴＷが６０℃以下であればステップＳ１２がＹＥＳとなってステップＳ１３に進む。
【００４０】
ステップＳ１３では日射量ＴＳが３５０Ｗ／ｍ^２以下か否かを判定し、日射量ＴＳが３５０Ｗ／ｍ^２以下であればステップＳ１３がＹＥＳとなってステップＳ１４に進む。
【００４１】
ステップＳ１４ではステップＳ１１で算出したガラス部湿度ＲＨＷが所定湿度（本例では９８％）以上か否かを判定し、ガラス部湿度ＲＨＷが９８％以上であればステップＳ１４がＹＥＳとなってステップＳ１５に進む。
【００４２】
ステップＳ１５では内気温ＴＲが所定温度（本例では０℃）以上か否かを判定し、内気温ＴＲが０℃以上であればステップＳ１５がＹＥＳとなってステップＳ１６に進む。
【００４３】
そして、ステップＳ１２〜ステップＳ１５が全てＹＥＳの場合には、前面窓ガラスの曇りが発生しやすい環境下であるとの推定のもとに、ステップＳ１６に進んで防曇制御を行う。具体的には、ステップＳ１６では吹出モードをフットデフロスタモードに切り替え、前面窓ガラスに温風を吹き出して前面窓ガラスの曇りを防止する。
【００４４】
一方、ステップＳ１２〜ステップＳ１５の少なくとも１つがＮＯの場合は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて決定された吹出モードを維持する。
【００４５】
本実施形態では、車室内の湿度の情報を利用して前面窓ガラス付近の湿度を推定するため、従来のように外気温や車両エンジンの温度等から窓曇りを推定するものよりも、窓曇りをより正確に推定することができる。従って、窓曇りが発生しやすい環境下でないときにフットデフロスタモードに切り替えられる頻度を少なくすることができる。
【００４６】
また、湿度センサ７７は、一般的に低温域で検出精度が著しく低下する傾向があるが、本実施形態では、ステップＳ１５にて、実際に用いる湿度センサの検出精度が著しく低下する温度域（本例では０℃未満）ではフットデフロスタモードへの自動切り替えを禁止しているため、窓曇りが発生しやすい環境下でないときに不必要にフットデフロスタモードに切り替えられることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の全体構成図である。
【図２】図１の電子制御装置５０により実行される要部の制御処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
７…送風機、１５…デフロスタ開口部、１７…フット開口部、７７…湿度センサ。

Claims (2)

1. 車室内へ向かって空気を送風する送風機（７）と、前記送風機（７）による送風空気を前面窓ガラスへ向けて吹き出すデフロスタ開口部（１５）と、前記送風空気を乗員の足元へ吹き出すフット開口部（１７）とを備え、前記デフロスタ開口部（１５）および前記フット開口部（１７）の両方から前記送風空気を吹き出すフットデフロスタモードを設定可能で、さらに、前記フットデフロスタモードを含む複数の吹出モードを自動的に切り替え可能な車両用空調装置において、
   前記車室内の湿度を検出する湿度センサ（７７）を備え、前記湿度センサ（７７）の検出信号に基づいて算出された前記前面窓ガラスの部位の湿度が所定湿度以上の時に、前記フットデフロスタモードに自動的に切り替えられることを特徴とする車両用空調装置。
2. 内気温を検出する内気センサ（７１）を備え、前記内気温が所定温度以下の時に前記フットデフロスタモードへの自動切り替えを禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。

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